WO2013168720A1 - ひずみゲージホルダー - Google Patents

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WO2013168720A1
WO2013168720A1 PCT/JP2013/062862 JP2013062862W WO2013168720A1 WO 2013168720 A1 WO2013168720 A1 WO 2013168720A1 JP 2013062862 W JP2013062862 W JP 2013062862W WO 2013168720 A1 WO2013168720 A1 WO 2013168720A1
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WO
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gauge
strain gauge
holder
pressing member
bracket
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/062862
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English (en)
French (fr)
Inventor
庸道 高濱
Original Assignee
株式会社原子力エンジニアリング
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Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社原子力エンジニアリング filed Critical 株式会社原子力エンジニアリング
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Priority to JP2013554731A priority patent/JP5541759B2/ja
Priority to US14/398,623 priority patent/US9638554B2/en
Priority to CN201380028665.7A priority patent/CN104350357B/zh
Priority to ES13787999.5T priority patent/ES2660476T3/es
Publication of WO2013168720A1 publication Critical patent/WO2013168720A1/ja

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/30—Supports specially adapted for an instrument; Supports specially adapted for a set of instruments
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
    • G01L1/2206—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports

Definitions

  • the present invention relates to a strain gauge holder.
  • a gauge holder for attaching a strain gauge to a pipe is disclosed in Patent Document 1, for example.
  • the gauge holder has a sensor mounting bracket with a sensor mounted and a mounting bracket provided with a mounting belt fixed to the pipe so that the sensor mounting bracket comes into direct contact with the surface of the pipe.
  • the stepped bolt provided on the sensor mounting bracket is screwed into the mounting boss provided on the mounting belt, the step of the stepped bolt contacts the mounting boss and stops.
  • the sensor is pressed against the measurement object.
  • This gauge holder attaches a strain gauge to the pipe with a constant pressure without using a torque wrench or the like.
  • Patent Document 2 discloses a gauge holder provided with an attachment having two arms that can be opened and closed by a hinge, and a fastening means provided at the opening and closing ends of the arms and tightening the arms in the closing direction.
  • this gauge holder when the two arm portions are tightened, the sensor attached to the arm portion is pressed against the pipe.
  • Patent Document 3 discloses a gauge holder having a structure in which a U-shaped clamp is attached to a side surface of a pipe with a fixing screw.
  • the gauge holder includes a sensor at a location where the bottom of the clamp and the side surface of the pipe are in contact.
  • Patent Document 4 discloses a side-mounted pressure detecting device that includes two halved link-shaped flanges and the inside of a recess provided in the flange is filled with an elastic material.
  • the elastic material presses the sensor against the side surface of the pipe with a sufficient force.
  • Non-Patent Document 1 discloses a sandwich-type gauge holder that sandwiches a pipe and a gauge holder that is fixed to a pipe with a magnet.
  • the gauge holder disclosed in Patent Document 1 has a structure in which the sensor arranged in the axial direction of the pipe is fixed to the mounting belt with the stepped bolts arranged above and below the area, the area where measurement cannot be performed above and below the sensor ( There is a region hidden by the mounting belt). For this reason, there exists a problem that a distortion
  • the gauge holder disclosed in Patent Document 1 has a structure using a mounting bracket in which a strain gauge is attached in advance, a strain gauge for multi-axis measurement, a strain gauge for shear strain, a strain gauge for high temperature, etc. Mounting brackets fitted with strain gauges according to the purpose had to be prepared. For this reason, there is also a problem that a commercially available foil strain gauge cannot be attached as it is, and versatility is lacking.
  • the mounting belt is distorted, so that there is a problem that the measurement at two points on the diameter of the pipe cannot be performed accurately. Furthermore, in order to ensure a constant pressing pressure with the stepped bolt, it is necessary to increase the rigidity of the mounting belt so that the mounting belt does not deform. On the other hand, in order to attach the mounting belt to the pipe without plastic deformation, it is necessary to reduce the rigidity of the mounting belt. In order to satisfy these two conditions, the mounting belt has a notch at a position that forms an angle of approximately 90 degrees with the mounting bracket. Therefore, a strain gauge cannot be arranged at this position, and there is a problem that measurement cannot be performed at two points forming 90 degrees on the same plane.
  • the gauge holder disclosed in Patent Document 2 Since the gauge holder disclosed in Patent Document 2 is attached to the pipe by tightening the arm part, the sensor can be arranged in the vicinity of the welded part of the pipe or the bend of the bent pipe. However, since measurement can only be performed at two points on the diameter of the pipe, there is a problem that measurement cannot be performed at two points forming 90 degrees on the same plane.
  • the force for pressing the strain gauge works only in the bolt insertion direction. Therefore, the positions where the strain gauges can be pressed evenly are only two points located 90 degrees in the circumferential direction from the bolt, that is, only two points on the diameter. Therefore, there is a problem that strain cannot be measured at two points forming 90 degrees on the same plane.
  • the gauge holder disclosed in Patent Document 3 is configured to use a sensor in which a strain gauge is previously attached to a cylindrical fixing member. For this reason, a commercially available foil strain gauge cannot be attached as it is, and in order for a user to use a desired strain gauge, it takes time to process the holder.
  • the gage holder disclosed in Patent Document 4 has a structure in which two half-ring shaped brackets are attached to a pipe with bolts, and an elastic material filled in a recess formed inside the ring presses the sensor against the pipe. is there.
  • the force for holding the strain gauge works only in the bolt insertion direction. Therefore, the positions where the sensor can be pressed evenly are only two points located 90 degrees in the circumferential direction from the bolt, that is, only two points on the diameter. Therefore, there is a problem that strain cannot be measured at two points forming 90 degrees on the same plane.
  • Non-Patent Document 1 has a problem that the apparatus is not only large and difficult to mount, but also cannot be measured at two points forming 90 degrees on the same plane. Further, the magnet type gauge holder disclosed in this document has a problem that it is difficult to ensure the same pressing pressure when a plurality of gauge holders are attached on the same plane.
  • Non-Patent Document 1 all of the gauge holders disclosed in Non-Patent Document 1 are friction type strain gauge gauge holders in which a strain gauge is formed on a rigid substrate. Therefore, it cannot be applied to a so-called foil strain gauge such as a strain gauge for multiaxial measurement, a strain gauge for shear strain, or a strain gauge for high temperature.
  • the present invention has been made in view of the above background art, and an object of the present invention is to provide a strain gauge holder that has a simple structure and that can simultaneously measure strain at a plurality of positions forming approximately 90 degrees on the same plane. There is to do.
  • a further object of the present invention is to provide a versatile strain gauge holder that can use a commercially available foil strain gauge regardless of the type of the foil strain gauge and without using a special mounting bracket unique to the gauge holder. There is to do.
  • a holder body composed of two or more bracket members and attached to a side surface of a cylindrical measurement object, a gauge pressing member that presses a strain gauge against the side surface of the measurement object, and a pressing against the gauge pressing member
  • a strain gauge holder is composed of a feed mechanism that applies force, and the measuring object is positioned in an opening formed by coupling all the bracket members with fastening members, and the holder body is used as the measuring object. Mounting, measuring the strain gauge by moving the gauge pressing member with the feed mechanism in one or more guide grooves for guiding the gauge pressing member provided in at least one of the bracket members It is decided to press against the side of the object.
  • a strain gauge holder in which a plurality of guide grooves are formed at an angle of 90 degrees with a simple configuration. Therefore, strain can be measured simultaneously at a plurality of positions forming 90 degrees on the same plane.
  • the strain gauge holder of the present invention has a structure in which the gauge pressing member guided in the guide groove provided in the holder body presses the strain gauge against the side surface of the measurement object, so that the holder body does not fall naturally. If it can be attached to. Moreover, it should just have the rigidity which is not defeated to the force which presses a pressing member with a feed screw. For this reason, the holder main body need not be made of metal, and the holder main body can be reduced in weight.
  • the strain gauge holder of the present invention has a structure in which the gauge pressing member presses the strain gauge against the side surface of the measurement object.
  • the gauge pressing member presses the strain gauge against the side surface of the measurement object.
  • a small commercially available foil strain gauge can be used as it is.
  • a friction type strain gauge having a rigid substrate can be used.
  • the present invention is also a versatile strain gauge holder.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a strain gauge holder according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing a state in which the strain gauge holder is attached to the pipe.
  • FIG. 3 is a cross-sectional explanatory view of a feeding mechanism in the strain gauge holder.
  • 4A and 4B are explanatory views showing the action of the cushioning material, in which FIG. 4A shows a state before the gauge pressing member is pressed, and FIG. 4B shows a state after the gauge pressing member is pressed.
  • FIG. FIG. 5 is a perspective view of a strain gauge holder according to another embodiment.
  • FIG. 6 is an enlarged plan view of a part of the strain gauge holder of FIG. FIG.
  • FIG. 7 is an explanatory view of a strain gauge holder according to another embodiment, in which (a) is a plan view thereof, (b) is a front view thereof, and (c) is a right side view thereof.
  • FIG. 8 is a perspective view of a strain gauge holder according to another embodiment.
  • FIG. 9 is a plan view of a strain gauge holder according to another embodiment.
  • FIG. 10 is a plan view of a strain gauge holder according to another embodiment.
  • FIG. 11 is an explanatory view of a strain gauge holder according to another embodiment, in which (a) is a plan view thereof, (b) is a front view thereof, and (c) is a right side view thereof.
  • FIG. 12 is a plan view in which a strain gauge holder according to another embodiment is partially omitted.
  • FIG. 13 is a plan view in which a strain gauge holder according to another embodiment is partially omitted.
  • FIG. 14 is a plan view in which a strain gauge holder according to another embodiment is partially omitted.
  • FIG. 15 is a plan view in which a strain gauge holder according to another embodiment is partially omitted.
  • FIG. 16 is an exploded perspective view of a strain gauge holder according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a cross-sectional explanatory view of a feeding mechanism in the strain gauge holder.
  • FIG. 18 is a plan view in which the strain gauge holder is partially omitted.
  • the strain gauge holder of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “gauge holder”) includes a holder body that is attached to the side surface of a cylindrical measurement object, and a gauge pressing member that presses the strain gauge to the side surface of the measurement object. And a feed mechanism for applying a pressing force to the gauge pressing member.
  • the cylindrical measurement object has a broad meaning including not only a cylindrical measurement object whose inside is a hollow meaning, but also a columnar measurement object whose inside is clogged. Used.
  • the cross-sectional shape is circular and may be rectangular.
  • the measurement object can be, for example, a pipe.
  • strain gauge is used in a normal meaning used by those skilled in the art.
  • the strain gauge is a foil strain gauge in which a resistor is formed on a thin insulating substrate, and is a friction type strain cage having a rigid substrate and having a resistor formed directly or indirectly on the rigid substrate. obtain. In this specification, it is used in a broad sense including both unless otherwise specified.
  • the holder body is composed of multiple bracket members.
  • Each bracket member has a mating surface on which an opening for placing a measurement object is formed when a plurality of bracket members are coupled.
  • a bowl-shaped holder body having an opening at substantially the center thereof is formed.
  • a holder body having a circular opening at the center thereof is formed. The measurement object is positioned in the formed opening, and the holder body is attached to the side surface of the measurement object.
  • the holder body should be attached to the extent that it does not fall naturally.
  • the phrase “attached to such an extent that it does not fall naturally” is used in the sense that it is not necessary to make the holder main body completely contact with the side surface of the measurement object. That is, instead of attaching the holder body to the side of the object to be measured using a fixture such as an adhesive, mounting screw, or magnet, the holder body attached to the pipe arranged in the vertical direction naturally (by its own weight) It means that it only has to be attached to the extent that it does not fall. Therefore, there may be some play between the attached holder body and the side surface of the measurement object.
  • the strain gauge is pressed against the side of the object to be measured by the feed mechanism. If the holder body does not fall naturally while the gauge pressing member is moved by the feed mechanism, the strain gauge is placed on the side of the object to be measured. This is because they can be pressed. However, the holder main body may be in close contact with the side surface of the measurement object. This is because the installation work becomes easier.
  • the material of the holder body is not particularly limited.
  • the holder body is made of, for example, metal and is made of synthetic resin.
  • a holder body made of synthetic resin is more preferable.
  • the synthetic resin used include acrylic resin, nylon resin, delrin resin, and PEEK resin (polyetherethertone resin).
  • a resin having excellent heat resistance such as PEEK resin is desirable.
  • the feed mechanism is a mechanism for attaching the strain gauge by moving the gauge pressing member, a synthetic resin having only a small rigidity compared to metal can be adopted.
  • the shape of the opening is designed according to the cross-sectional shape of the measurement object. For example, if the measurement object is a columnar shape or a cylindrical shape, the shape of the opening is a circle. If the measurement object is a prism or a rectangular tube shape, the shape is a rectangular shape. However, it is not necessary for the size of the opening and the outer diameter of the measurement object to coincide completely, and the opening may be slightly larger or smaller than the outer diameter of the measurement object for the reason described above.
  • the planar shape of the holder body formed by combining the bracket members is not particularly limited, and may be, for example, a substantially circular shape, a substantially rectangular shape, or a substantially hexagonal shape. Therefore, for example, when a holder main body is comprised from two bracket members, each bracket member has a shape which divided
  • the bracket member has a thickness that allows the gauge pressing member to move within the guide groove.
  • the thickness is substantially equal to the thickness of the gauge pressing member, and may be thick. Further, the thickness of the gauge pressing member may be thinner than the thickness of the gauge pressing member, and the gauge pressing member may protrude beyond the bracket member.
  • the structure of the fastening member that joins the bracket member is not limited as long as it can hold the joined state, and may be, for example, a screw, a bolt and a nut, or a snap lock.
  • the snap lock is also called a catch clip or a snap lock.
  • the snap lock is composed of two parts, one part having a ring-shaped hook member and the other part having a receiving member for hooking the hook member. When two parts attached to the side surface of each bracket member are fastened, the two bracket members are pulled toward each other. By this action, the holder body is attached to the side surface of the measurement object.
  • the snap lock may have an elastic member such as a spring. In the snap lock, when two parts are fastened, a restoring force is generated in the elastic member.
  • the fastening member can also be such a snap lock. This is because if the snap lock has an elastic member, the bracket member can be attached to the measurement object even if the opening is smaller than the outer diameter of the measurement object.
  • the holder body can also be composed of, for example, four bracket members.
  • the holder body has two types of large and small bracket members having different shapes.
  • a large bracket member has a T-shape when seen in a plan view
  • a small bracket member has a rectangular shape when seen in a plan view.
  • the holder main body can be configured by combining a bracket member composed of a plate-shaped, preferably a thin-plate-shaped frame forming member.
  • the frame forming member is a narrow member, and the frame forming member forms a guide groove.
  • the holder body can be configured by combining such bracket members. This is because the horizontal cross section (plane) of the bracket member is reduced to reduce the size of the holder main body, and can be attached even in a narrow space.
  • the holder body is formed by a combination of two or more bracket members. Note that there may be a slight gap between the bracket members forming the holder body, and when a fastening member such as a snap lock is used, the bracket members must be aligned to compensate for the resulting coupling force.
  • a gap adjusting member such as a plate material may be disposed between the surfaces.
  • the holder body has a guide groove that guides the gauge pressing member.
  • the number of guide grooves is at least one, preferably two, three, and may be four. In the case of two or more, the guide groove is preferably provided so that the angle formed by the guide groove is 90 degrees. This is because the strain is measured simultaneously at a plurality of points forming 90 degrees on the same plane.
  • Each guide groove is opened toward the side of the measurement object.
  • Each guide groove may have a top surface and / or a bottom surface. That is, a part of the guide groove may be hole-shaped.
  • the guide groove has a width that suppresses free rotation of the gauge pressing member in the guide groove and allows the gauge pressing member to move substantially straight in the guide groove.
  • the position of the guide groove is appropriately determined depending on the structure of the bracket member and the number of guide grooves required.
  • a bracket main body constituted by two bracket members for example, two bracket members each having one guide groove are combined.
  • a bracket member having two guide grooves that form an angle of 90 degrees and a bracket member having no guide grooves are combined.
  • two bracket members having two guide grooves are combined.
  • the holder main body constituted by four bracket members for example, four bracket members each having one guide groove are combined.
  • two large bracket members each having one guide groove and two small bracket members not having the guide groove are combined.
  • a large bracket member having one guide groove, a small bracket member having one guide groove, a large bracket member not having a guide groove, and a small bracket member not having a guide groove are combined.
  • a guide groove may be formed combining two bracket members.
  • a bracket member having one or a plurality of guide grooves and a bracket member having no guide grooves are appropriately combined.
  • the angle formed by the two guide grooves is not necessarily 90 degrees, and can be determined as appropriate.
  • Each guide groove is optionally provided with a gauge pressing member for attaching a strain gauge to the side surface of the object to be measured and a feed mechanism for moving the gauge pressing member.
  • a gauge pressing member for attaching a strain gauge to the side surface of the object to be measured
  • a feed mechanism for moving the gauge pressing member.
  • the bracket member has a through hole through which the bush constituting the feed mechanism is inserted on the extension line of the guide groove.
  • the gauge pressing member functions to press the strain gauge against the side of the object to be measured by moving in the guide groove.
  • the thickness of the gauge pressing member is such a thickness that the strain gauge can be pressed against the measurement object with a uniform pressing pressure when the axis of the strain gauge is arranged in the axial direction of the measurement object. More specifically, when a foil strain gauge is attached, the pressing surface of the gauge pressing member has a thickness that can press the entire foil strain gauge. When a frictional strain gauge is attached, the pressing surface of the gauge pressing member may only press a part of the frictional strain gauge, and the thickness is the same as or shorter than the axial length of the strain gauge.
  • the gauge pressing member is provided with a cushioning material made of an elastic material such as silicone rubber on the pressing surface (the surface facing the measurement object) for mounting a foil strain gauge.
  • the cushioning material is preferably fixed to the pressing surface of the gauge pressing member with an adhesive.
  • the foil strain gauge is sandwiched between the buffer material and the measurement object.
  • the thickness of the buffer material is appropriately adjusted according to the Young's modulus of the elastic body and the depth of the recess described below.
  • the buffer material is preferably a transparent or translucent elastic body. This is because the foil strain gauge can be pressed while visually confirming the state such as the direction and position of the foil strain gauge.
  • the foil strain gauge is placed between the cushioning material and the measurement object when installing the gauge holder, or after the foil strain gauge is fixed to the cushioning material with an adhesive beforehand, May be attached.
  • the gauge pressing member may have a recess for placing a cushioning material on its pressing surface.
  • the recess preferably has a relief space.
  • the escape space is provided in the left-right direction of the recess (direction intersecting the compression direction) when the gauge holder is viewed from a plane.
  • the escape space is a space for deforming to the same thickness as the depth of the recess (compression direction of the cushioning material) when the cushioning material is pressed against the side of the object to be measured, that is, the cushioning material that has undergone compression deformation escapes. It is a space for.
  • the strain gauges arranged at a plurality of locations are pressed with the same pressure, and the foil strain gauges are attached with a constant pressure regardless of the operator. That is, when the thickness of the cushioning material is d and the depth of the recess is kd (0 ⁇ k ⁇ 1), when the tip of the gauge pressing member comes into contact with the side surface of the object to be measured by the feed mechanism, the thickness of the cushioning material is kd (0 ⁇ k ⁇ 1). At this time, if the Young's modulus of the elastic body is E (KPa), the pressure for pressing the strain gauge is theoretically E ⁇ (1-k) (KPa). Thus, when the gauge pressing member is moved by the feed mechanism until the tip of the gauge pressing member comes into contact, the strain gauge is always pressed against the measurement object with the same pressure.
  • E Young's modulus of the elastic body
  • the depth of the recess When the escape space is provided, it is preferable to make the depth of the recess deeper than the depth of the escape space. This is because the step formed by the difference between the two depths plays a role of positioning and facilitates the arrangement of the cushioning material.
  • the depth of the recess and the depth of the escape space may be the same. That is, a step at the boundary between the recess and the escape space may be eliminated and the bottom surfaces of both may be aligned.
  • the escape space is arbitrary, and the gauge pressing member may have only a recess for disposing the cushioning material. Further, the recess is optional, and the gauge pressing member may have a cushioning material on the pressing surface of the gauge pressing member that is flat.
  • the length of the feed screw of the feed mechanism is adjusted, and the strain gauge is applied to the side of the measurement object with a constant pressure. Can also be pressed.
  • a gauge pressing member provided with a buffer material having a certain thickness in the recess or a gauge pressing member provided with a buffer material on the pressing surface not having the recess is used.
  • the guide groove is preferably provided with a clearance space which is a wide portion.
  • the escape space is provided near the measurement object.
  • This relief space is formed by widening the groove width of the guide groove.
  • the relief space has a size that allows the cushioning material to be compressed and deformed without hitting the bracket member when the cushioning material is pressed against the side surface of the measurement object.
  • a mark indicating the pressing position of the gauge pressing member is provided on the surface of the bracket member.
  • a recess for strain gauge attachment is provided in the gauge pressing member.
  • the depth of the recess is shallower than the thickness of the friction type strain gauge.
  • the gauge pressing member is made of a metal such as aluminum, copper, iron, aluminum alloy or stainless alloy, for example, in order to ensure heat resistance and rigidity. From the viewpoint of weight reduction, an aluminum alloy is preferable. In order to further reduce the weight, a synthetic resin similar to the material used for the holder main body may be employed.
  • the feed mechanism is a mechanism for moving the gauge pressing member in the guide groove from the outside of the holder body.
  • the feed mechanism includes, for example, a feed screw and a bush.
  • the bush has a cylindrical portion and a bowl-shaped portion. The inner surface of the cylindrical portion has a thread.
  • the hook-shaped part is provided at the tip of the cylindrical part.
  • the bush is inserted into the through hole provided in the bracket member from the guide groove side. The insertion is constrained by the presence of the hook.
  • the feed screw is screwed into the bush from the outside of the bracket member.
  • the gauge pressing member has a screw hole on the back surface (the surface opposite to the pressing surface of the strain gauge), and functions as a feed screw nut.
  • the gauge pressing member When the feed screw is turned in the loosening direction (counterclockwise), the gauge pressing member, whose rotation is restricted by the guide groove, moves in the guide groove toward the measurement object and presses the strain gauge against the side of the measurement object. . In this way, the feeding mechanism applies a pressing force to the gauge pressing member. Further, when the feed screw is turned in a direction (clockwise), the gauge pressing member moves in the opposite direction in the guide groove, and the applied pressing force is loosened.
  • the feed mechanism may have a nut that engages with the feed screw.
  • the nut is provided between the bush and the gauge pressing member. This nut prevents the bush from loosening in the through-hole, that is, only the feed screw rotates and the bush does not rotate, and the gauge pressing member moves smoothly.
  • the strain gauge holder of the present invention has a structure in which the strain pressing member is moved by moving the gauge pressing member in the guide groove of the holder body, the structure is relatively simple, and the weight of the holder body can be reduced. Further, since the gauge holder can be attached to the pipe from the side of the pipe, the attaching work is easy. And since a strain gauge is pinched
  • the thickness of the strain gauge holder of the present invention can be suppressed to a thickness approximately the same as the length of the strain gauge in the vertical direction. That is, the gauge holder needs only to have a thickness that allows the gauge pressing member to be moved in the guide groove. Therefore, the minimum necessary thickness of the gauge holder is the thickness of the gauge pressing member. Therefore, when mounting a foil strain gauge, the pressing surface of the gauge pressing member must be able to press the entire surface of the foil strain gauge, so the minimum thickness required for the gauge holder is less than the vertical length of the foil strain gauge. Is slightly longer.
  • the thickness of the pressing surface of the gauge pressing member may be shorter than that of the friction type strain gauge when mounting on the friction type strain gauge, so the minimum required thickness for the gauge holder is the vertical direction of the friction type strain gauge.
  • the thickness is about the same as or slightly shorter than that.
  • a plurality of guide grooves are provided on the same plane, so that it is a gauge holder with a simple configuration, but at a plurality of points forming 90 degrees on the same plane, strain such as bending, compression / tensioning, and twisting. Can be measured simultaneously.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a gauge holder for attaching a foil strain gauge according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an explanatory view showing a state in which the gauge holder is attached to a pipe
  • This gauge holder 1 is a gauge holder 1 for foil strain.
  • the holder main body 10 has two bracket members 11 made of PEEK resin.
  • the two bracket members 11 have the same size, and the planar shape of each bracket member 11 is substantially trapezoidal.
  • the mating surface of each bracket member 11 has a curved surface portion 15 that draws a semicircle in plan view at the center thereof.
  • the holder main body 10 having a substantially circular opening 16 at the substantially center is formed.
  • the bracket member 11 has a thickness comparable to the vertical length of the foil strain gauge 2.
  • the two bracket members 11 have snap locks 13 as two sets of fastening members on the side surfaces.
  • the snap lock 13 shown in the figure includes a part 13a having a ring member and a spring, and a hook-like part 13b for locking the ring member.
  • Each bracket member 11 has two guide grooves 12 at an angle of 90 degrees.
  • Each guide groove 12 is opened with one end thereof facing the side surface of the pipe 3.
  • the holder body 10 having the four guide grooves 12 at an angle of 90 degrees is formed.
  • the corner where the side surface forming the guide groove 12 of the bracket member 11 and the surface facing the side surface of the pipe 3 intersect is chamfered. For this reason, the bracket member 11 can easily adjust the circumferential position of the bracket member 11 without damaging the strain gauge.
  • a through hole 14 for inserting the bush 32 is provided on the extension line of the guide groove 12 of the bracket member 11.
  • Each guide groove 12 is provided with a gauge pressing member 21 having a function of a feed nut.
  • the gauge pressing member 21 is made of an aluminum alloy in a rectangular parallelepiped shape.
  • the gauge pressing member 21 has a recess 22 in the pressing surface of the strain gauge 2, and the side surface of the gauge pressing member 21 that faces the guide groove 12 and the corner where the pressing surface intersects are chamfered. Further, the gauge pressing member 21 has a screw hole 33 into which the feed screw 31 is screwed on the back surface (the surface opposite to the pressing surface).
  • the gauge pressing member 21 has an escape space (notch portion) 23 in the left-right direction of the recess 22 (the direction in which the buffer material 24 spreads).
  • the depth kd (0 ⁇ k ⁇ 1) of the recess 22 is deeper than the depth of the escape space 23.
  • a step is generated at the boundary between the bottom surface (depth surface) of the recess 22 and the bottom surface (depth surface) of the escape space 23.
  • a buffer material 24 Young's modulus E (KPa)
  • KPa Young's modulus E
  • the escape space 23 is designed to have a size that allows the cushioning material 24 disposed in the recess 22 to be accommodated when the gauge pressing member 21 is pressed against the side surface of the pipe 3. Yes.
  • the feed mechanism includes a feed screw 31 made of a thumbscrew and a bush 32.
  • the bush 32 includes a cylindrical portion 32a having an inner surface threaded and a hook-shaped portion 32b provided at the tip of the cylindrical portion 32a.
  • the bush 32 is inserted into the through hole 14 of the bracket member 11 from the guide groove 12 and is screwed to the feed screw 31 inserted from the outside of the bracket member 11.
  • the feed screw 31 has a length sufficient to press the strain gauge 2 against the side surface of the pipe 3, and the tip of the feed screw 31 protruding from the bush 32 is screwed into the screw hole 33 on the back surface of the gauge pressing member 21. .
  • the gauge holder 1 is attached to the side surface of the pipe 3 as shown in FIG.
  • the holder body 10 is gently attached to the side surface of the pipe 3 arranged in the vertical direction, but the gauge holder 1 does not fall naturally. This is because the holder body 10 is substantially pressed against the side surface of the pipe 3 by tightening the feed screw 31.
  • the gauge holder 1 of the present invention has a thickness approximately the same as the length of the foil strain gauge 2 in the vertical direction. Therefore, as shown in FIG. 2, the diameter of the pipe 3 is often increased. Can be installed in the vicinity without difficulty. Moreover, since it attaches to the piping 3 by couple
  • the foil strain gauge 2 is E ⁇ (1-k). It is pressed against the side surface of the pipe 3 with a pressing pressure of (KPa).
  • FIG. 5 is a perspective view of a gauge holder 1 according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a plan view in which a part of the gauge holder 1 is omitted.
  • the two bracket members 11 in the gauge holder 1 are different from the gauge holder 1 of the first embodiment in that a pair of coupling portions 17 for coupling the two bracket members 11 are provided.
  • One connecting portion 17 has a screw hole 35, and the two bracket members 11 are connected by a fixing screw 34.
  • the gauge holder 1 can be attached to the side surface of the pipe 3 by the fastening member including the fixing screw 34.
  • FIG. 7A is a plan view of a gauge holder 1 according to another embodiment
  • FIG. 7B is a front view thereof
  • FIG. 7C is a right side view thereof.
  • a feed screw 31 using a cap bolt is used instead of the feed screw 31 using the thumbscrew of the first embodiment.
  • the cap bolt is made of an aluminum alloy and is lighter than the gauge holder 1 of the first embodiment.
  • a cap bolt can also be used for a feed mechanism.
  • the snap lock as a fastening member is omitted.
  • FIG. 8 is a perspective view of a gauge holder 1 which is another embodiment.
  • the holder body 10 is different from the holder body 10 of the first embodiment in that one bracket member 11 has two guide grooves 12 and the other bracket member 11 does not have the guide grooves 12.
  • the snap lock which is a fastening member is not drawn in FIG.
  • the gauge holder 1 since the two guide grooves 12 are provided in the bracket member 11 at an angle of 90 degrees, the gauge holder 1 is a simple structure gauge holder, but at two points forming 90 degrees on the same plane. Strain can be measured simultaneously.
  • FIG. 9 is a plan view of a gauge holder 1 which is another embodiment.
  • the holder body 10 has two bracket members 11, and the planar shape of each bracket member 11 is substantially L-shaped.
  • the holder main body 10 having a rectangular opening 16 surrounded by the two bracket members 11 is formed.
  • Each bracket member 11 has two guide grooves 12.
  • One guide groove 12 is provided on one of the two sides forming the L shape, one guide groove 12 is provided on the remaining one side, and the two guide grooves 12 are provided at an angle of 90 degrees.
  • One end of each guide groove 12 is opened toward the side surface of the rectangular tube 3.
  • the strain gauge 2 is attached to a measurement object having a rectangular cross section.
  • FIG. 10 is a plan view of a gauge holder 1 which is another embodiment.
  • the holder body 10 has four bracket members 11a and 11b.
  • the two large bracket members 11a have the same shape and the same size, and their planar shapes are substantially T-shaped.
  • the remaining two small bracket members 11b have the same shape and the same size, and the planar shape thereof is substantially rectangular.
  • a holder body 10 having a rectangular opening 16 surrounded by the four bracket members 11a and 11b is formed.
  • the Each of the four bracket members 11a and 11b has a guide groove 12, and one end of each guide groove 12 is opened toward a side surface of a rectangular tube (not shown).
  • the holder main body 10 can also be configured by combining the four bracket members 11.
  • FIG. 11 (a) is a plan view of a gauge holder 1, which is another embodiment, FIG. 11 (b) is a front view thereof, and FIG. 11 (c) is a side view thereof.
  • the holder body 10 has two bracket members 11c and 11d. Each bracket member 11c, 11d is formed from a thin plate-like frame forming member. This frame forming member is a member having a narrow width in a plan view.
  • One bracket member 11 c has one guide groove 12. The frame forming member forming the bracket member 11c is bent so as to form a flange of the guide groove 12.
  • the mating surface of the bracket member 11c has a curved surface 15 that forms the opening 16 on the left and right of the guide groove 12, and has a mating portion 15a that is a flat surface extending outward. And the edge part of the matching part 15a used as the said flat surface is provided with the notch 18a for meshing
  • Bracket member 11d is also formed of a thin plate-like frame forming member.
  • This frame forming member is also a thin member in plan view, and has a curved surface 15 that bulges outward at the center of the mating surface.
  • the bracket member 11d does not have a guide groove, and is L-shaped in a plan view in which the guide groove 12 is formed on both sides of the curved surface 15 with the flattened mating surfaces 15a of the other bracket member 11c.
  • a projection 18 is formed.
  • the protrusion 18 has a through hole 14 through which the bush 32 is inserted.
  • the holder body 10 is formed in which a substantially circular opening 16 in which the pipe 3 is disposed is formed at the center.
  • the guide groove 12 is formed from the mating surface of the bracket member 11c and the inner side surface of the bracket member 11d constituting the projection 18 of the bracket member 11d.
  • the bracket member 11c is formed by the outer side surface of the portion where the frame forming member forms the guide groove 12 and the outer side surface of the frame forming member where the mating portion 15a is formed (the portion where the curved surface 15 is formed).
  • the corner has a thin plate-like rib 19.
  • the bracket member 11 d has a thin plate-like rib 19 at a corner formed by the outer side surface of the portion where the curved surface 15 is formed and the outer surface of the protrusion 18. These ribs 19 reinforce the strength of the holder body 10. These ribs 19 are not essential and are provided as necessary.
  • the thickness of the holder main body 10 is thinner than the thickness of the gauge pressing member 21, and the holder main body 10 is made of a plate-like frame forming member, so that it is a small gauge holder as a whole. For this reason, the weight is reduced as a whole compared to the cage holder 1 of the first embodiment.
  • the bracket member 11d has the protrusion 18, it is the same as that produced as a substantially single columnar member as a whole. For this reason, the bracket member 11d can be disposed behind the pipe 3 even when an obstacle such as a wall exists behind the pipe 3 to be attached and the space behind the pipe 3 is narrow. As a result, the strain gauge can be attached very easily.
  • FIG. 12 is a plan view in which a part of the gauge holder 1 according to another embodiment is omitted.
  • the gauge pressing member 21 of the gauge holder 1 includes the recess 22 but does not include the escape space 23.
  • a buffer material 24 is disposed in the recess 22, and the buffer material 24 presses the strain gauge (foil strain gauge) 2 against the side surface of the pipe 3.
  • a gauge pressing member 21 that does not include such a relief space 23 can also be used.
  • FIG. 13 is a plan view in which a part of the gauge holder 1 according to another embodiment is omitted.
  • the bottom surface (depth surface) of the recess 22 and the bottom surface (depth surface) of the relief space 23 in the gauge pressing member 21 of the gauge holder 1 are the same plane, and there is no step at the boundary between the two. That is, the gauge pressing member 21 has a structure in which the cushioning material 24 is arranged in a recess having a width wider than that of the cushioning material 24.
  • a gauge pressing member 21 having such a simple structure can also be employed.
  • FIG. 14 is a plan view in which a part of the gauge holder 1 according to another embodiment is omitted.
  • the gauge pressing member 21 of the gauge holder 1 does not have the recess 22 or the escape space 23, and the cushioning material 24 is directly provided on the flat pressing surface. Further, the pressing surface of the cushioning material 24 has a curvature that is substantially equal to the curvature of the side surface of the pipe that is the measurement object.
  • a gauge pressing member 21 having such a simple structure can also be employed.
  • FIG. 15 is a plan view in which a part of the gauge holder 1 according to another embodiment is omitted.
  • the gauge pressing member 21 of the gauge holder 1 is a gauge pressing member 21 for attaching a friction type strain gauge.
  • the pressing surface of the gauge pressing member 21 includes a recess 25 for placing the strain gauge 2.
  • the depth of the recess 25 is substantially the same as the thickness of the rigid substrate 2 a of the frictional strain gauge 2.
  • the thickness of the gauge pressing member 21 is substantially equal to the axial length of the frictional strain gauge 2. If the gauge pressing member 21 having such a recess 25 is used, the strain gauge holder 1 suitable for the friction type strain gauge 2 is provided.
  • FIG. 16 is an exploded perspective view of a gauge holder 1 according to another embodiment.
  • two bracket members 11 are attached to the pipe 3 by two sets of fastening members each including a cover bolt 36 and a screw hole 37 provided in the bracket member 11.
  • the structure of the feed mechanism in the gauge holder 1 is substantially the same as that of the gauge holder 1 of the first embodiment, but differs in the following points.
  • a clearance space (wide portion of the guide groove 12) 23 is provided in the guide groove 12.
  • the escape space 23 is formed by expanding the width of the guide groove 12 to the left and right at a position close to the pipe 3.
  • the escape space 23 has such a size that the cushioning material 24 does not contact the bracket member 11 when the cushioning material 24 is compressed and deformed.
  • the pressing surface of the gauge pressing member 21 is a flat vertical surface, and the cushioning material 24 is fixed to the pressing surface with an adhesive.
  • the feed mechanism is provided with a locking nut 35 for suppressing the rotation of the bush 32.
  • the escape space 23 is provided not in the gauge pressing member 21 but in the guide groove 12.
  • the relief space 23 is provided in the gauge pressing member 21, in order to obtain a constant pressing force, the relationship between the depth of the recess 22 for providing the buffer material 24, the thickness of the buffer material 24, and the Young's modulus of the buffer material 24. Must be taken into account.
  • the escape space 23 is provided in the guide groove 12, it is not necessary to consider the depth of the recess 22, so that the material selection of the cushioning material 24 becomes easy.
  • a mark 6 indicating the movement position of the gauge pressing member 21 is provided on the upper surface of the bracket member 11 in order to ensure a constant force with which the gauge pressing member 21 presses the foil strain gauge 2 against the pipe 3.
  • This mark 6 is a linear mark as shown, for example, and may be a triangular mark. That is, in the gauge holder 1, the foil strain gauge 2 can be pressed against the pipe 3 with a constant pressing force by moving the pressing surface of the gauge pressing member 21 to the mark 6. The foil strain gauge 2 is fixed to the buffer material 24 with an adhesive. For this reason, the foil strain gauge 2 can be easily attached.
  • Each screw hole 37 constituting the fastening member has a female screw that is screwed into the cover bolt 36 at a part thereof.
  • the cover bolt 36 is screwed into the screw hole 37 of one bracket member 11 in advance.
  • the cover bolt 36 is screwed into the screw hole 37 of the other bracket member 11.
  • the fastening member composed of the cover bolt 36 and the two screw holes 37 the two bracket members 11 are coupled in a state of being screwed into the screw holes 37 of the bracket member 11. There is no risk of falling.
  • the bracket member 11 includes a pressing member 5 for fixing the lead 4 of the foil strain gauge 2.
  • the two bracket members 11 each have a pair of insertion pins 41 and holes 42 into which the insertion pins 41 are inserted.
  • a pair of insertion pin 41 and a hole 42 into which the insertion pin is inserted facilitates mounting of the gauge holder 1 to the pipe 3.
  • foil strain gauge 2 Although only one foil strain gauge 2 is not shown in FIG. 17, a necessary number of foil strain gauges 2 are provided as described above. Further, the number of guide grooves 12, the number of feed mechanisms configured in the guide grooves 12, and the number of pressing members 5 of the leads 4 are also determined appropriately. Also, in the gauge holders 1 shown in the first to eleventh embodiments, the locking nut 35 of the bush 32 and the holding tool 5 of the lead 4 may be provided.
  • a lightweight strain gauge holder with a simple configuration is provided.
  • a gauge holder is provided that can measure strain simultaneously at a plurality of points forming 90 degrees on the same plane.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

　軽量かつ簡単な構造のひずみゲージホルダーを提供する。　配管３の側面に取り付けられるホルダー本体１０と、配管３の側面にひずみゲージ２を押し付けるゲージ押付部材２１と、前記ゲージ押付部材２１に押し付け力を付与する送り機構とからひずみゲージホルダー１を構成し、前記ホルダー本体１０に前記ゲージ押付部材２１を誘導するガイド溝１２を設け、前記送り機構によって該ガイド溝１２内にて前記ゲージ押付部材２１を移動してひずみゲージ２を配管３の側面に押し付ける。送り機構は、内面にねじ山が切られた円筒部３２ａと円筒部３２ａの先端に備えられた鍔状部３２ｂを有するブシュ３２と、ゲージ押付部材２１の背面にねじ入れられる送りねじ３１を備え、ホルダー本体１０に取り付けられたブシュ３２にねじ入れた送りねじ３１をねじ入れてゲージ押付部材２１を移動する。

Description

ひずみゲージホルダー
　本発明は、ひずみゲージホルダーに関する。
　ひずみゲージを配管に取り付けるためのゲージホルダーが、例えば特許文献１に開示されている。当該ゲージホルダーは、センサ取付済のセンサ取付金具と、配管の表面に該センサ取付金具をまっすぐに当接するように配管に固定される取付ベルトを備えた取付金具を有する。該取付金具は、センサ取付金具に備えられた段付ボルトが、取付ベルトに備えられた取付ボスにねじ入れられると、段付ボルトの段が取付ボスに当接して止まることによって、一定の圧力でセンサを測定対象物に押し付けるように構成されている。このゲージホルダーは、トルクレンチなどを用いることなく、一定の圧力でひずみゲージを配管に取り付ける。
　特許文献２はヒンジにより開閉自在な２本の腕部を有するアタッチメントと、前記腕部の開閉端に設けられ、該腕部を閉方向に締め付ける締付手段を備えたゲージホルダーを開示する。このゲージホルダーでは、２本の腕部を締め付けると、腕部に取り付けられたセンサが配管に押し付けられる。
　特許文献３はＵ字形のクランプが固定ねじで配管の側面に取り付けられる構造のゲージホルダーが開示されている。このゲージホルダーは、クランプの底部と配管の側面が接触する箇所にセンサを備える。
　特許文献４は２個の半割リンク形状のフランジを備え、該フランジが備える凹所内が弾性物質で満たされた側面装着加圧力検出装置を開示する。この検出装置では、弾性物質が十分な力でセンサを配管の側面に押し付ける。
　さらに、非特許文献１は、配管を挟み込むサンドイッチ式のゲージホルダーや配管にマグネットで固定する方式のゲージホルダーを開示する。
　しかしながら、特許文献１が開示するゲージホルダーは、配管の軸方向に配置したセンサを、その上下に配置した段付ボルトで取付ベルトに固定する構造を有するので、センサの上下に測定ができない領域（取付ベルトにより隠される領域）が存在する。このため、配管を溶接で接続した配管溶接部の近傍や曲げ配管の曲がり角近傍ではひずみを測定できないという問題がある。
　また、特許文献１が開示するゲージホルダーは、ひずみゲージを予め取り付けた取付金具を用いる構造であるので、多軸測定用のひずみゲージや剪断ひずみ用のひずみゲージ、高温用のひずみゲージなど、測定目的に応じたひずみゲージを取り付けた取付金具をそれぞれ用意しなければならなかった。このため、市販された箔ひずみゲージをそのまま取り付けることができず、汎用性が欠けるという問題もある。
　また、配管の径と取付ベルトの径が一致しない場合、取付ベルトにゆがみを生じるので、配管の直径上にある２点における測定が正確にできないという問題もある。さらに、段付ボルトで一定の押付圧を確保するためには、取付ベルトが変形しないように取付ベルトの剛性を高める必要がある。一方、塑性変形させずに取付ベルトを配管に装着するためには取付ベルトの剛性を下げる必要がある。この２つの条件を満たすために、取付ベルトは、取付金具とほぼ９０度の角度をなす位置に切り欠きを備えている。従って、この位置にはひずみゲージを配置できず、同一平面における９０度をなす２点において測定できないという問題もある。
　特許文献２が開示するゲージホルダーは、腕部の締め付けにより配管に取り付けられるので、配管溶接部の近傍や曲げ配管の曲がり角近傍でもセンサが配置され得る。しかしながら、配管の直径上にある２点における測定しかできないので、同一平面における９０度をなす２点において測定できないという問題がある。
　また、特許文献２が開示するゲージホルダーは、腕部に設けられた切り溝にセンサが取り付けられる構造であるので、切り溝に応じたセンサを予め用意にしなければならない。このため、市販の箔ひずみゲージをそのまま取り付けることができず、汎用性が欠けるという問題もある。
　特許文献３が開示するゲージホルダーは、ひずみゲージを押さえる力は、ボルトの挿入方向にしか働かない。そのため、ひずみゲージを均等に押さえつけることのできる位置は、ボルトから周方向９０度に位置する２点のみ、すなわち直径上の２点のみとなる。よって同一平面における９０度をなす２点において、ひずみを測定できないという問題がある。
　また、特許文献３が開示するゲージホルダーは、予めひずみゲージが円筒状の固定部材に取り付けられたセンサが使用される構成である。このため、市販された箔ひずみゲージをそのまま取り付けることができず、使用者が所望のひずみゲージを用いるためには、ホルダーを加工する手間を必要とする。
　特許文献４が開示するゲージホルダーは、２個の半割リング形状のブラケットを、配管に抱き合わせてボルトで取り付け、リング内側に形成された凹所内に充満した弾性物質がセンサを配管に押し付ける構造である。このホルダーは、特許文献３のホルダーと同様に、ひずみゲージを押さえる力はボルトの挿入方向にしか働かない。そのため、センサを均等に押さえつけることのできる位置は、ボルトから周方向９０度に位置する２点のみ、すなわち直径上の２点のみとなる。よって同一平面における９０度をなす２点において、ひずみを測定できないという問題がある。
　非特許文献１が開示するサンドイッチ式のゲージホルダーは、装置が大型かつ装着が困難であるだけでなく、同一平面における９０度をなす２点において測定できないという問題がある。また、同文献が開示するマグネット式のゲージホルダーでは、同一平面にて複数のゲージホルダーを取り付ける場合には、同一の押付圧を確保するのが困難であるという問題もある。
　さらに、非特許文献１が開示するゲージホルダーはいずれも剛性基板上にひずみゲージが形成された摩擦型ひずみゲージ用のゲージホルダーである。従って、多軸測定用のひずみゲージや剪断ひずみ用のひずみゲージ、高温用のひずみゲージなど、いわゆる箔ひずみゲージには適用できない。
特開２００７－２２５５１３号公報 特開２００３－１６６８８６号公報 特開２００２－１８８９７０号公報 米国特許第５６１６８４７号公報
森　圭史　Plant Engineer 2011 p16-24
　本発明は上記背景技術に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、簡単な構造で、しかも、同一平面のほぼ９０度をなす複数の位置において同時にひずみを測定できるひずみゲージホルダーを提供することにある。
　本発明のさらなる目的は、箔ひずみゲージの種類を問わず、また、ゲージホルダーに固有の特別な取付金具を用いることなく市販の箔ひずみゲージを用いることができる汎用性のあるひずみゲージホルダーを提供することにある。
　そこで、本発明では、２つ以上のブラケット部材からなり筒状の測定対象物の側面に取り付けられるホルダー本体と、測定対象物の側面にひずみゲージを押し付けるゲージ押付部材と、前記ゲージ押付部材に押し付け力を付与する送り機構とからひずみゲージホルダーを構成し、すべての前記ブラケット部材が締結部材にて結合することにより形成される開口部に前記測定対象物を位置させてホルダー本体を測定対象物に取り付け、前記ブラケット部材の少なくとも１つに設けられた前記ゲージ押付部材を誘導する１つ又は２つ以上のガイド溝内にて、前記ゲージ押付部材を前記送り機構にて移動してひずみゲージを測定対象物の側面に押し付けることにしている。
　本発明によると、簡単な構成で、９０度のなす角度で複数のガイド溝が形成されたひずみゲージホルダーが提供される。従って、同一平面において９０度をなす複数の位置にてひずみを同時に測定できる。また、本発明のひずみゲージホルダーは、ホルダー本体に設けられたガイド溝内にて誘導されるゲージ押付部材がひずみゲージを測定対象物の側面に押し付ける構造であるので、ホルダー本体は自然落下しない程度に取り付けることができればよい。また、送りねじで押付部材を押し付ける力に負けない程度の剛性を有すればよい。このため、ホルダー本体は金属製である必要はなく、ホルダー本体の軽量化が図られる。
　さらに、本発明のひずみゲージホルダーは、ゲージ押付部材がひずみゲージを測定対象物の側面に押し付ける構造であるので、例えば、ゲージ押付部材の押付面に弾性体を設けることにより、その弾性体よりも小さい市販の箔ひずみゲージをそのまま用いることができる。また、ゲージ押付部材の押付面に凹所を設けることにより、剛性基板を有する摩擦型ひずみゲージを用いることもできる。このように、本発明は汎用性のあるひずみゲージホルダーでもある。
図１は本発明の一実施例であるひずみゲージホルダーの分解斜視図である。 図２はひずみゲージホルダーを配管に取り付けた状態を示す説明図である。 図３は同上のひずみゲージホルダーにおける送り機構の断面説明図である。 図４は緩衝材の作用を示す説明図であって、同図（ａ）はゲージ押付部材を押し付ける前の状態を示す図、同図（ｂ）はゲージ押付部材を押し付けた後の状態を示す図である。 図５は他の実施例であるひずみゲージホルダーの斜視図である。 図６は図５のひずみゲージホルダーの一部を拡大した平面図である。 図７は他の実施例であるひずみゲージホルダーの説明図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその右側面図である。 図８は他の実施例であるひずみゲージホルダーの斜視図である。 図９は他の実施例であるひずみゲージホルダーの平面図である。 図１０は他の実施例であるひずみゲージホルダーの平面図である。 図１１は他の実施例であるひずみゲージホルダーの説明図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその右側面図である。 図１２は他の実施例であるひずみゲージホルダーを一部省略した平面図である。 図１３は他の実施例であるひずみゲージホルダーを一部省略した平面図である。 図１４は他の実施例であるひずみゲージホルダーを一部省略した平面図である。 図１５は他の実施例であるひずみゲージホルダーを一部省略した平面図である。 図１６は本発明の他の実施例であるひずみゲージホルダーの分解斜視図である。 図１７は同上のひずみゲージホルダーにおける送り機構の断面説明図である。 図１８は同上のひずみゲージホルダーを一部省略した平面図である。
　本発明のひずみゲージホルダー（以下単に「ゲージホルダー」と称する場合がある。）は、筒状の測定対象物の側面に取り付けられるホルダー本体と、測定対象物の側面にひずみゲージを押し付けるゲージ押付部材と、前記ゲージ押付部材に押し付け力を付与する送り機構を備える。
　本明細書において、筒状の測定対象物とは、狭義の意味である内部が空洞となった筒状の測定対象物のみならず、内部が詰まった柱状の測定対象物を含む広義の意味で用いられる。また、その断面形状は、円形であり、矩形状でもあり得る。測定対象物は、例えば、配管であり得る。
　本明細書において、ひずみゲージとは当業者が用いる通常の意味で用いられる。ひずみゲージは、薄い絶縁基板上に抵抗体が形成された箔ひずみゲージであり、また、剛性基板を有し、該剛性基板上に直接若しくは間接に抵抗体が形成された摩擦型ひずみケージであり得る。本明細書では、明記がない限り両者を含む広義の意味で用いられる。
　ホルダー本体は複数のブラケット部材から構成される。各ブラケット部材は、複数のブラケット部材を結合した場合に測定対象物を配置する開口部が形成される合わせ面を有する。当該合わせ面を合わせて複数のブラケット部材を結合すると、そのほぼ中央に開口部を有する鍔状のホルダー本体が形成される。例えば、それぞれ湾曲した合わせ面を有する２つのブラケット部材を結合すると、その中央に円形の開口部を有するホルダー本体が形成される。この形成された開口部に測定対象物を位置させて、ホルダー本体は測定対象物の側面に取り付けられる。
　ホルダー本体は自然落下しない程度に取り付けられればよい。本明細書において、自然落下しない程度に取り付けられるとは、ホルダー本体を測定対象物の側面に完全に密着させる必要がないという意味で用いられる。すなわち、接着剤や取付ねじ、マグネットなどの固定具を用いてホルダー本体を測定対象物の側面に取り付けるのではなく、鉛直方向に配設された配管に取り付けたホルダー本体が自然に（自重で）落ちない程度に取り付ければよいことを意味する。従って、取り付けられたホルダー本体と測定対象物の側面の間に多少の遊びがあってもよい。ひずみゲージは送り機構によって測定対象物の側面に押し付けられるからであり、送り機構によりゲージ押付部材を移動させている間に、ホルダー本体が自然落下しなければ、ひずみゲージを測定対象物の側面に押し付けることができるからである。もっとも、測定対象物の側面にホルダー本体を密接させてもよい。取付作業がより簡単になるからである。
　ホルダー本体の材質は特に制約されない。ホルダー本体は、例えば、金属製であり、合成樹脂製である。軽量化のためには合成樹脂製のホルダー本体がより好ましい。用いられる合成樹脂として、例えば、アクリル樹脂、ナイロン樹脂、デルリン樹脂、ＰＥＥＫ樹脂（polyetheretherketone樹脂）が例示される。また、ＰＥＥＫ樹脂のような耐熱性に優れた樹脂が望ましい。本発明のひずみゲージホルダーは、送り機構がゲージ押付部材を移動させてひずみゲージを取り付ける機構であるので、金属に比較して小さな剛性しか有しない合成樹脂が採用し得る。
　開口部の形状は、測定対象物の断面形状に応じて設計される。例えば、測定対象物が円柱状又は円筒状であれば開口部の形状は円形であり、測定対象物が角柱又は角筒状であれば矩形状である。もっとも、開口部の大きさと測定対象物の外径が完全に一致する必要はなく、上記の理由により開口部が測定対象物の外径よりも多少大きくても、小さくてもよい。
　ブラケット部材を組みあわせて形成されるホルダー本体の平面形状は特に制約されず、例えば、略円形状、略矩形状、略六角形状であり得る。従って、例えば２つのブラケット部材からホルダー本体を構成する場合、各ブラケット部材はこれらを２つに分割した形状を有する。また、分割する位置は任意であり、ブラケット部材の平面形状は、対称又は非対称に分割された形状を有する。例えば、対称に分割した場合、各ブラケット部材の平面形状は、略半円状であり、矩形状であり、略台形状であり、略Ｌ形状であり得る。
　ブラケット部材は、ガイド溝内にてゲージ押付部材が移動できる厚みを有する。その厚みはゲージ押付部材の厚みとほぼ等しい厚みであり、厚くてもよい。また、ゲージ押付部材の厚みよりも薄く、ゲージ押付部材がブラケット部材よりも飛び出る厚みでも差し支えない。
　ブラケット部材を結合する締結部材は、結合した状態を保持できればその構造は問われず、例えば、ねじであり、ボルトとナットであり、スナップ錠であり得る。スナップ錠は、キャッチクリップ、パチン錠などとも称される。スナップ錠は、２つの部品から構成され、一方の部品はリング状の引っかけ部材を有し、他方の部品は該引っかけ部材を引っかける受け部材を有する。各ブラケット部材の側面に取り付けられた２つの部品を締結すると、２つのブラケット部材が互いに引き寄せられる。この作用により、ホルダー本体が測定対象物の側面に取り付けられる。また、スナップ錠はバネなどの弾性部材を有することもある。該スナップ錠では２つの部品を締結すると弾性部材に復元力が生じる。締結部材はこのようなスナップ錠でもあり得る。弾性部材を有するスナップ錠であれば、開口部が測定対象物の外径よりも小さくても、測定対象物にブラケット部材を取り付けることができるからである。
　ホルダー本体は、例えば４つのブラケット部材からも構成され得る。この場合、ホルダー本体は、形状の異なる大小２種類のブラケット部材を有する。例えば、大きなブラケット部材は平面視でＴ字状の形状を有し、小さなブラケット部材は平面視で矩形状を有する。２つの大きなブラケット部材が２つの小さなブラケット部材を挟みながら結合すると、その中央に矩形状の開口部を有するホルダー本体が形成される。
　また、ホルダー本体は、板状、好ましくは薄板状の枠形成部材から構成されたブラケット部材を組み合わせて構成され得る。枠形成部材は幅の細い部材であって、枠形成部材はガイド溝の淵を形成する。このようなブラケット部材を組み合わせて、ホルダー本体を構成し得る。ブラケット部材の水平断面（平面）を小さくして、ホルダー本体の小型化を図り、狭いスペースでも取り付け可能にするためである。
　このように、ホルダー本体は２つ以上のブラケット部材の組み合わせにより形成される。なお、ホルダー本体を形成するブラケット部材の間は多少の隙間があってもよく、また、スナップ錠のような締結部材を用いた場合には、それによる結合力を補うために、ブラケット部材の合わせ面の間に板材のような隙間調整部材が配置される場合もある。
　ホルダー本体はゲージ押付部材を誘導するガイド溝を有する。ガイド溝の数は少なくとも１つであり、好ましくは２つであり、３つであり、４つであり得る。２つ以上の場合には、好ましくはガイド溝のなす角度が９０度となるように、ガイド溝が設けられる。同一平面上における９０度をなす複数の点で、ひずみを同時に測定するためである。
　各ガイド溝は、測定対象物の側面に向けて開放される。また、各ガイド溝は天面及び／または底面を備えていてもよい。すなわち、ガイド溝はその一部が孔状であってもよい。また、ガイド溝は、ゲージ押付部材のガイド溝内における自由な回転を抑え、ゲージ押付部材がガイド溝内をほぼまっすぐに移動できる幅を有する。
　ガイド溝の位置は、ブラケット部材の構造や必要とされるガイド溝の数により適宜決められる。例えば２つのブラケット部材から構成されるホルダー本体は、例えば、それぞれ１つのガイド溝を有する２つのブラケット部材が組み合わされる。また、例えば９０度の角度をなす２つのガイド溝を有するブラケット部材とガイド溝を有しないブラケット部材が組み合わされる。また、２つのガイド溝を有する２つのブラケット部材が組み合わされる。さらに、４つのブラケット部材から構成されるホルダー本体では、例えば、それぞれ１つのガイド溝を有する４つのブラケット部材が組み合わされる。また、それぞれ１つのガイド溝を有する２つの大きなブラケット部材とガイド溝を有しない２つの小さなブラケット部材が組み合わされる。また、１つのガイド溝を有する大きなブラケット部材と、１つのガイド溝を有する小さなブラケット部材と、ガイド溝を有しない大きなブラケット部材と、ガイド溝を有しない小さなブラケット部材とが組み合わされる。そして、２つのブラケット部材を組み合わせて、ガイド溝が形成される場合もある。
　このように、同一平面において９０度をなす複数点で同時にひずみを測定するために、１つ又は複数のガイド溝を有するブラケット部材やガイド溝を有しないブラケット部材が適宜組み合わせられる。また、２つのガイド溝のなす角度は必ずしも９０度でなく、適宜定めることもできる。
　各ガイド溝には、ひずみゲージを測定対象物の側面に取り付けるためのゲージ押付部材及び該ゲージ押付部材を移動させる送り機構が任意的に備えられる。言い換えると、すべてのガイド溝がゲージ押付部材や送り機構を備える必要はない。ひずみゲージの取り付けに必要なガイド溝が送り機構等を備えていれば十分だからである。
　ブラケット部材は、当該ガイド溝の延長線上に、送り機構を構成するブシュを挿通させるための貫通孔を有する。
　ゲージ押付部材は、ガイド溝内を移動してひずみゲージを測定対象物の側面に押し付ける機能を果たす。ゲージ押付部材の厚みは、ひずみゲージの軸を測定対象物の軸方向に配置した場合にひずみゲージを均一な押付圧で測定対象物の押し付けることができる厚さである。より具体的に言えば、箔ひずみゲージを取り付ける場合には、ゲージ押付部材の押付面が箔ひずみゲージ全体を押し付けることができる厚さである。また、摩擦型ひずみゲージを取り付ける場合は、ゲージ押付部材の押付面が摩擦型ひずみゲージの一部を押し付けるだけでもよく、ひずみゲージの軸方向長さと同じ程度かそれよりも短い厚みである。
　ゲージ押付部材は、その押付面（測定対象物に向かう面）には、箔ひずみゲージの取り付け用としてシリコーンゴムなどの弾性体からなる緩衝材が備えられる。緩衝材は、好ましくは接着剤でゲージ押付部材の押付面に固定される。箔ひずみゲージはこの緩衝材と測定対象物の間に挟まれる。緩衝材の厚みは、弾性体のヤング率や下記に述べる凹所の深さに応じて適宜調整される。また、緩衝材は、透明ないし半透明の弾性体が好ましい。箔ひずみゲージの向きや位置などの状態を目視で確認しながら、押し付けることができるからである。箔ひずみゲージは、ゲージホルダーを設置にする際に緩衝材と測定対象物の間に配置される場合や、また、予め緩衝材に接着剤などで箔ひずみゲージが固定された後に、ゲージホルダーが取り付けられる場合がある。
　ゲージ押付部材はその押付面に緩衝材を配置するための凹所を有することがある。凹所は、好ましくは、逃げ空間を有する。逃げ空間は、ゲージホルダーを平面から見た場合に、凹所の左右方向（圧縮方向と交差する方向）に設けられる。逃げ空間は、緩衝材が測定対象物の側面に押し付けられた場合に、凹所の深さ（緩衝材の圧縮方向）と同じ厚さに変形するための空間、つまり圧縮変形した緩衝材を逃がすための空間である。ゲージ押付部材の先端が測定対象物の側面に当接した場合には、緩衝材が圧縮変形して、その厚さは凹所の深さと同じになる。この結果、複数の箇所に配置された各ひずみゲージは同一圧力で押し付けられ、作業者によらず一定の圧力で箔ひずみゲージが取り付けられる。すなわち、緩衝材の厚みをｄ、凹所の深さをｋｄ（０＜ｋ＜１）とすると、送り機構によりゲージ押付部材の先端が測定対象物の側面に当接すると、緩衝材の厚みはｋｄ（０＜ｋ＜１）となる。このとき、弾性体のヤング率がＥ（ＫＰａ）であると、ひずみゲージを押し付ける圧力は、理論上、Ｅ×（１－ｋ）（ＫＰａ）となる。このように、ゲージ押付部材の先端が当接するまで送り機構でゲージ押付部材を移動すると、常に同じ圧力でひずみゲージが測定対象物に押し付けられる。
　逃げ空間を設けた場合、凹所の深さを逃げ空間の深さよりも深くするのが好ましい。両者の深さの違いによりできる段差が位置決めの役割を果たし、緩衝材の配置が容易になるからである。もっとも、凹所の深さと逃げ空間の深さが同一であってもよい。すなわち、凹所と逃げ空間の境界の段差をなくし、両者の底面を揃えてもよい。また、逃げ空間は任意的であり、ゲージ押付部材は緩衝材配置用の凹所のみを有する場合もあり得る。さらに、凹所も任意的であり、ゲージ押付部材は、平面となったゲージ押付部材の押付面に緩衝材を有する場合もあり得る。
　また、上記のように凹所と逃げ空間によりひずみゲージの押付力を一定にするのではなく、送り機構の送りねじの長さを調整して、一定の圧力で測定対象物の側面にひずみゲージを押し付けることもできる。この場合には、一定の厚みを有する緩衝材を凹所内に備えたゲージ押付部材や凹所を有しない押付面に緩衝材が備えられたゲージ押付部材が用いられる。
　ゲージ押付部材がその押付面に凹所を有しない場合、すなわち、押付面が平らな場合には、好ましくはガイド溝に幅広部である逃げ空間が備えられる。逃げ空間は、測定対象物の近い位置に備えられる。この逃げ空間はガイド溝の溝幅を広げることで形成される。逃げ空間は、緩衝材が測定対象物の側面に押し付けられた場合に、緩衝材がブラケット部材に当たることなく圧縮変形できる大きさを有する。この場合、ひずみゲージの押付力を一定にするために、例えば、ゲージ押付部材の押付位置を示す印がブラケット部材の表面に設けられる。
　摩擦型ひずみゲージの取り付けのためには、ひずみゲージ取付用の凹所がゲージ押付部材に設けられる。この凹所の深さは摩擦型ひずみゲージの厚さよりも浅い。摩擦型ひずみゲージを取り付ける場合には、緩衝材を介さずにゲージ押付部材のひずみゲージの押付面と測定対象物の側面にひずみゲージが配置される。
　ゲージ押付部材は、耐熱性や剛性を確保するため、例えば、アルミニウムや銅、鉄、アルミニウム合金やステンレス合金などの金属から作製される。軽量化の観点から、アルミニウム合金が好ましい。また更なる軽量化を図るために、ホルダー本体に用いられる材質と同様の合成樹脂も採用され得る。
　送り機構は、ホルダー本体の外側から、ゲージ押付部材をガイド溝内にて移動させる機構である。送り機構は、例えば、送りねじとブシュを備える。ブシュは、円筒部と鍔状部を有する。円筒部の内面はねじ山を有する。鍔状部は円筒部の先端に備えられる。ブシュは、ブラケット部材に設けられた貫通孔にガイド溝の側から挿入される。鍔状部の存在によりその挿入は制約される。送りねじは、ブラケット部材の外側からブシュにねじ入れられる。ゲージ押付部材は、その背面（ひずみゲージの押付面の反対面）にねじ穴を有し、送りねじのナットの機能を有する。
　送りねじを緩める方向（反時計方向）に回すと、ガイド溝によりその回転が制約されたゲージ押付部材がガイド溝内を測定対象物に向かって移動し、ひずみゲージを測定対象物の側面に押し付ける。このように、送り機構はゲージ押付部材に押し付け力を付与する。また、送りねじを締める方向（時計方向）に回すと、ゲージ押付部材がガイド溝内を反対方向に移動し、付与された押し付け力が緩められる。
　送り機構は、送りねじと螺合するナットを有することがある。当該ナットはブシュとゲージ押付部材との間に備えられる。このナットにより、貫通孔内でブシュが緩むこと、すなわち送りネジだけが回転しブシュが回転しないことが抑えられ、ゲージ押付部材の移動が円滑に行われる。
　本発明のひずみゲージホルダーは、ホルダー本体が有するガイド溝内においてゲージ押付部材を移動させてひずみゲージを押し付ける構造であるので、構成が比較的簡単であり、ホルダー本体の軽量化が図られる。また、ゲージホルダーを配管の側面方向から配管に取り付けることができるので、取付作業が容易である。そして、緩衝材の介在を問わず、ゲージ押付部材と測定対象物との間でひずみゲージが挟持されるので、専用の取付部材を使用することなく市販されている箔ひずみゲージを使用できる。
　さらに、本発明のひずみゲージホルダーの厚みは、ひずみゲージの鉛直方向の長さとほぼ同じ程度の厚みに抑えられる。すなわち、ゲージホルダーの厚みは、ゲージ押付部材をガイド溝内にて移動させられる厚みを有していればよいので、ゲージホルダーの必要最小限の厚みはゲージ押付部材の厚みである。従って、箔ひずみゲージ取付用の場合、ゲージ押付部材の押付面が箔ひずみゲージの全面を押し付けることができなければならないので、ゲージホルダーに最小限必要な厚みは箔ひずみゲージの鉛直方向の長さよりもわずかに長い厚みである。また、摩擦型ひずみゲージ取付用の場合、ゲージ押付部材の押付面の厚みは摩擦型ひずみゲージよりも短くても差し支えないので、ゲージホルダーに最小限必要な厚みは、摩擦型ひずみゲージの鉛直方向の長さと同程度かそれよりもわずかに短い厚みに抑えられる。このように、ひずみゲージホルダーの上下にはひずみ量を測定できない領域がほとんど存在せず、配管接続部や配管の曲がり角の近傍においても測定が可能になる。
　これらに加え、複数のガイド溝が同一平面上に設けられるので、簡単な構成のゲージホルダーでありながら、同一平面上における９０度をなす複数の点で、曲げ、圧縮・引っ張り、ねじりなどのひずみが同時に計測され得る。
　次に下記の実施例に基づき本発明についてさらに詳細に説明する。もっとも、下記の実施例は例示であり、本発明は下記の実施例に限定されないのは言うまでもない。
　図１は本発明の一実施例である箔ひずみゲージ取付用のゲージホルダーの分解斜視図、図２はゲージホルダーを配管に取り付けた状態を示す説明図、図３は当該ゲージホルダーの送り機構の断面説明図である。このゲージホルダー１は、箔ひずみ用のゲージホルダー１である。ホルダー本体１０はＰＥＥＫ樹脂製の２つのブラケット部材１１を有する。２つのブラケット部材１１は同じ大きさであり、各ブラケット部材１１の平面形状は略台形状である。各ブラケット部材１１の合わせ面はその中央に平面視で半円を描く曲面部１５を有している。２つのブラケット部材１１を結合すると、ほぼ中心に略円形の開口部１６を有するホルダー本体１０が形成される。ブラケット部材１１は、箔ひずみゲージ２の鉛直方向長さと同程度の厚みを有する。
　２つのブラケット部材１１は、その側面に２組の締結部材であるスナップ錠１３を有する。図に示すスナップ錠１３は、リング部材とバネを備えた部品１３ａと、リング部材を係止するフック状部品１３ｂとから構成される。
　各ブラケット部材１１は、それぞれ９０度をなす角度で２つのガイド溝１２を有している。それぞれのガイド溝１２はその一端を配管３の側面に向けて開放されている。２つのブラケット部材１１を結合すると、９０度をなす角度で４つのガイド溝１２を有するホルダー本体１０が形成される。また、ブラケット部材１１のガイド溝１２を構成する側面と配管３の側面に向かう面が交差する角は面取り加工が施されている。このため、ブラケット部材１１でひずみゲージに損傷を与えずに、ブラケット部材１１の周方向の位置調整が行いやすくなっている。ブラケット部材１１のガイド溝１２の延長線上には、ブシュ３２を挿通させるための貫通孔１４が設けられている。
　各ガイド溝１２には、送りナットの機能を有するゲージ押付部材２１が備えられる。ゲージ押付部材２１は、アルミニウム合金から直方体状に作製されている。ゲージ押付部材２１は、ひずみゲージ２の押付面に凹所２２を有し、ゲージ押付部材２１のガイド溝１２と対向する側面とその押付面が交差する角は面取り加工が施されている。また、ゲージ押付部材２１は、その背面（押付面の反対面）に、送りねじ３１をねじ入れるねじ穴３３を有する。
　ゲージ押付部材２１は、凹所２２の左右方向（緩衝材２４が広がる方向）に逃げ空間（切り欠き部）２３を有する。また、図４（ａ）に示すように、凹所２２の深さｋｄ（０＜ｋ＜１)は逃げ空間２３の深さよりも深くなっている。この結果、凹所２２の底面（深さ面）と逃げ空間２３の底面（深さ面）の境界には段差が生じている。凹所２２内には、半透明のシリコーンゴムからなる厚さｄの緩衝材２４（ヤング率Ｅ（ＫＰａ））が備えられている。逃げ空間２３は、同図（ｂ）に示すように、ゲージ押付部材２１が配管３の側面に押し付けられた際に、凹所２２内に配置された緩衝材２４が収まる大きさに設計されている。
　送り機構は、図３に示すように、蝶ねじからなる送りねじ３１とブシュ３２を備える。ブシュ３２は、内面にねじ山が切られた円筒部３２ａと、円筒部３２ａの先端に備えられた鍔状部３２ｂを有する。ブシュ３２は、ガイド溝１２からブラケット部材１１の貫通孔１４に挿入され、ブラケット部材１１の外側から挿入された送りねじ３１にねじ止めされる。送りねじ３１は、ひずみゲージ２を配管３の側面に押し付けることができる十分な長さを有し、ブシュ３２から飛び出た送りねじ３１の先端はゲージ押付部材２１背面のねじ穴３３にねじ入れられる。
　ゲージホルダー１は、２組のスナップ錠１３を結合して、図２に示すように、配管３の側面に取り付けられる。ホルダー本体１０は鉛直方向に配設された配管３の側面に緩やかに取り付けられるが、ゲージホルダー１は自然落下しない。送りねじ３１を締めることによって、実質的にホルダー本体１０が配管３の側面に押し付けられるからである。
　このように本発明のゲージホルダー１は箔ひずみゲージ２の鉛直方向の長さとほぼ同じ程度の厚みしか有しないので、図２に示すように、配管３の径が膨らむことが多い配管接続部の近傍に困難なく取り付けられる。また、ブラケット部材１１の側面にて２つのブラケット部材１１を結合することで配管３に取り付けられるので、取付作業も容易である。
　また、ゲージ押付部材２１の押付面には逃げ空間２３が設けられているので、ゲージ押付部材２１が配管３の側面に押し付けられた際には、箔ひずみゲージ２はＥ×（１－ｋ）（ＫＰａ）の押付圧で配管３の側面に押し付けられる。
　図５は本発明の他の実施例であるゲージホルダー１の斜視図、図６は当該ゲージホルダー１の一部を省略した平面図である。このゲージホルダー１における２つのブラケット部材１１は、２つのブラケット部材１１を結合させるための対をなす結合部１７を備える点で、実施例１のゲージホルダー１と異なっている。一方の結合部１７はねじ穴３５を有し、２つのブラケット部材１１は固定ねじ３４で結合される。このように、固定ねじ３４からなる締結部材によってゲージホルダー１を配管３の側面に取り付けることもできる。
　このゲージホルダー１では、逃げ空間２３の底面（深さ面）と緩衝材配置用の凹所２２の底面（深さ面）の境界に段差がなく、逃げ空間２３の底面が傾斜面となっている。このため、緩衝材２４の広がりが逃げ空間２３内で収まりやすく、圧縮した緩衝材２４が配管３の側面に密着しやすくなる。また、逃げ空間２３や凹所２２の加工も容易である。
　図７（ａ）は他の実施例であるゲージホルダー１の平面図、同図（ｂ）はその正面図、同図（ｃ）はその右側面図である。このゲージホルダー１では、実施例１の蝶ねじによる送りねじ３１に変えて、キャップボルトによる送りねじ３１が用いられている。キャップボルトはアルミニウム合金から作製されており、実施例１のゲージホルダー１に比べて軽量化が図られている。このように、キャップボルトを送り機構に用いることもできる。なお、図７は締結部材であるスナップ錠が省略されて描かれている。
　図８は他の実施例であるゲージホルダー１の斜視図である。このホルダー本体１０は、一方のブラケット部材１１が２つのガイド溝１２を有し、他方のブラケット部材１１はガイド溝１２を有しない点で、実施例１のホルダー本体１０と異なる。なお、図８には締結部材であるスナップ錠は描かれていない。このゲージホルダー１においても、２つのガイド溝１２は９０度をなす角度でブラケット部材１１に設けられているので、簡単な構造のゲージホルダーでありながら、同一平面上における９０度をなす２点におけるひずみを同時に計測できる。
　図９は他の実施例であるゲージホルダー１の平面図である。ホルダー本体１０は２つのブラケット部材１１を有し、各ブラケット部材１１の平面形状は略Ｌ字形状である。２つのブラケット部材１１が締結部材である固定ねじ１３で結合されると、２つのブラケット部材１１で囲まれた矩形状の開口部１６を有するホルダー本体１０が形成される。
　各ブラケット部材１１は２つのガイド溝１２を有する。１つのガイド溝１２はＬ字を形成する２辺のうち１辺に、１つのガイド溝１２は残る１辺に設けられ、２つのガイド溝１２は９０度をなす角度で設けられている。各ガイド溝１２の一端は矩形管３の側面に向けて開放されている。
　このゲージホルダー１は、ブラケット部材１１の結合により形成された矩形状の開口部１６を有するので、断面が矩形状である測定対象物に対してひずみゲージ２が取り付けられる。
　図１０は他の実施例であるゲージホルダー１の平面図である。ホルダー本体１０は４つのブラケット部材１１ａ，１１ｂを有する。２つの大きなブラケット部材１１ａは同形同寸であり、その平面形状は略Ｔ字形状である。残る２つの小さなブラケット部材１１ｂも同形同寸であり、その平面形状は略矩形状である。２つの大きなブラケット部材１１ａが２つの小さなブラケット部材１１ｂを挟みながら、ボルト１３で結合されると、４つのブラケット部材１１ａ，１１ｂで囲まれた矩形状の開口部１６を有するホルダー本体１０が形成される。４つのブラケット部材１１ａ，１１ｂはそれぞれガイド溝１２を有し、各ガイド溝１２の一端は矩形管（図示せず）の側面に向けて開放されている。このように４つのブラケット部材１１を組み合わせてホルダー本体１０を構成することもできる。
　図１１（ａ）は他の実施例であるゲージホルダー１の平面図、同図（ｂ）はその正面図、同図（ｃ）はその側面図である。ホルダー本体１０は２つのブラケット部材１１ｃ，１１ｄを有する。それぞれのブラケット部材１１ｃ,１１ｄは薄板状の枠形成部材から形成されている。この枠形成部材は平面視では幅の細い部材である。一方のブラケット部材１１ｃは一つのガイド溝１２を有する。このブラケット部材１１ｃを形成する枠形成部材はガイド溝１２の淵を形成するように曲げられている。さらに、ブラケット部材１１ｃの合わせ面は、ガイド溝１２の左右に開口部１６を形成する湾曲面１５を有し、その先には外側に延びた平坦面となった合わせ部１５ａを有する。そして当該平坦面となった合わせ部１５ａの端部は、他方のブラケット部材１１ｄの突起１８を噛み合わせるための切り欠き１８ａを備える。
　一方のブラケット部材１１ｄも薄板状の枠形成部材から形成されている。この枠形成部材も平面視で幅の細い部材であって、その合わせ面の中央には外側に膨らむ湾曲面１５を有する。また、ブラケット部材１１ｄはガイド溝を有さず、この湾曲面１５の両側にそれぞれ、他方のブラケット部材１１ｃの平坦となった合わせ面１５ａと合わせられてガイド溝１２を形成する平面視でＬ字状の突起１８を有する。突起１８は、ブシュ３２を挿通させる貫通孔１４を有する。
　ブラケット部材１１ｃの切り欠き１８ａとブラケット部材１１ｄの突起１８が噛み合わされて、固定ねじ１３で２つのブラケット部材１１ｃ,１１ｄが結合されると、ブラケット部材１１ｃの湾曲面１５と、ブラケット部材１１ｄの湾曲面１５とから、その中央に配管３が配置される略円形状の開口部１６が形成されたホルダー本体１０が形成される。また、ブラケット部材１１ｃの合わせ面とブラケット部材１１ｄの突起１８を構成するブラケット部材１１ｄの内側の側面からガイド溝１２が形成される。こうして、２つのブラケット部材１１ｃ,１１ｄの組み合わせによって、ホルダー本体１０には３つのガイド溝１２が形成される。
　ブラケット部材１１ｃは、枠形成部材がガイド溝１２を形成する箇所の外側側面と合わせ部１５ａが形成された箇所（湾曲面１５が形成された箇所）の枠形成部材の外側側面とで形成されるコーナに薄板状のリブ１９を有している。また、ブラケット部材１１ｄは、湾曲面１５が形成された箇所の外側側面と突起１８の外面とで形成されるコーナに薄板状のリブ１９を有している。これらのリブ１９はホルダー本体１０の強度を補強する。これらのリブ１９は必須のものではなく、必要に応じて設けられる。
　このホルダー本体１０の厚みはゲージ押付部材２１の厚みよりも薄く、ホルダー本体１０は板状の枠形成部材から作製されているので、全体として小さなゲージホルダーとなっている。このために、実施例１のケージホルダー１に比べて全体として軽量化が図られている。また、ブラケット部材１１ｄは、突起１８を有するものの、全体としてはほぼ一本の柱状の部材から作製されているのと変わらない。このために、取り付ける配管３の背後に壁などの障害物が存在して配管３の背後のスペースが狭い場合などでも、配管３の背後にブラケット部材１１ｄを配置できる。その結果、ひずみゲージを極めて容易に取り付けることができる。
　図１２は他の実施例であるゲージホルダー１の一部を省略した平面図である。このゲージホルダー１のゲージ押付部材２１は凹所２２を備えるが、逃げ空間２３を備えない。凹所２２には緩衝材２４が配置され、緩衝材２４がひずみゲージ（箔ひずみゲージ）２を配管３の側面に押し付ける。このような逃げ空間２３を備えないゲージ押付部材２１も使用され得る。
　図１３は他の実施例であるゲージホルダー１の一部を省略した平面図である。このゲージホルダー１のゲージ押付部材２１における凹所２２の底面（深さ面）と逃げ空間２３の底面（深さ面）は同じ平面をなし、両者の境界には段差はない。つまり、このゲージ押付部材２１は、あたかも緩衝材２４の幅よりも広い幅を有する凹所に緩衝材２４が配置された構造をしている。このような単純な構造を有するゲージ押付部材２１も採用され得る。
　図１４は他の実施例であるゲージホルダー１の一部を省略した平面図である。このゲージホルダー１のゲージ押付部材２１は凹所２２も逃げ空間２３も有さず、平坦面となった押付面に緩衝材２４が直接備えられている。また、緩衝材２４の押付面は測定対象物である配管の側面の曲率とほぼ等しい曲率を有する。このような単純構造のゲージ押付部材２１も採用され得る。
　図１５は他の実施例であるゲージホルダー１の一部を省略した平面図である。このゲージホルダー１のゲージ押付部材２１は、摩擦型ひずみゲージ取付用のゲージ押付部材２１である。ゲージ押付部材２１の押付面はひずみゲージ２を配置するための凹所２５を備えている。凹所２５の深さは、摩擦型ひずみゲージ２の剛性基板２ａの厚さとほぼ同じである。ゲージ押付部材２１の厚みは、摩擦型ひずみゲージ２の軸方向の長さとほぼ等しい。このような凹所２５を備えたゲージ押付部材２１を用いれば、摩擦型ひずみゲージ２にも適したひずみゲージホルダー１が提供される。
　図１６は他の実施例であるゲージホルダー１の分解斜視図である。このゲージホルダー１は２つのブラケット部材１１が、カバーボルト３６とブラケット部材１１に設けられたネジ孔３７とからなる２組の締結部材で配管３に取り付けられる。このゲージホルダー１における送り機構の構成は実施例１のゲージホルダー１の構成とほぼ同様であるが、次の点で異なっている。第１に、図１７に示すように逃げ空間（ガイド溝１２の幅広部）２３がガイド溝１２に設けられている。逃げ空間２３は、ガイド溝１２の溝幅を配管３に近い位置にて左右に広げることで形成されている。逃げ空間２３は、緩衝材２４が圧縮変形した場合に、緩衝材２４がブラケット部材１１に接触しない程度の大きさを有する。第２に、ゲージ押付部材２１の押付面は平坦な鉛直面であり、押付面に緩衝材２４が接着剤で固定されている。第３に、図１８に示すように、送り機構はブシュ３２の回転を抑えるための緩み止めナット３５を備えている。
　このゲージホルダー１では、逃げ空間２３がゲージ押付部材２１ではなく、ガイド溝１２に設けられている。逃げ空間２３をゲージ押付部材２１に設けた場合では、一定の押圧力を得るために、緩衝材２４を設けるための凹所２２の深さと緩衝材２４の厚みと緩衝材２４のヤング率の関係を考慮しなければならない。一方、逃げ空間２３をガイド溝１２に設けた場合では、凹所２２の深さを考慮しなくてもよいので、緩衝材２４の材質選択が容易になる。この場合、ゲージ押付部材２１が箔ひずみゲージ２を配管３に押し付ける力を一定に担保するために、ブラケット部材１１の上面に、ゲージ押付部材２１の移動位置を示す印６が設けられている。この印６は例えば図示するような線状の印であり、三角マークでもよい。すなわち、このゲージホルダー１では、ゲージ押付部材２１の押付面を印６まで移動させることで、一定の押付力で箔ひずみゲージ２を配管３に押し付けることができる。また、箔ひずみゲージ２は緩衝材２４に接着剤に固定されている。このため、箔ひずみゲージ２の装着も容易に行える。
　締結部材を構成する各ネジ孔３７は、その一部にカバーボルト３６と螺合する雌ねじを有する。２つのブラケット部材１１の結合時には、カバーボルト３６は予め一方のブラケット部材１１のネジ孔３７に螺合される。そして、２つのブラケット部材１１が配管３にあてがわれた後に、カバーボルト３６は他方のブラケット部材１１のネジ孔３７にねじ入れられる。カバーボルト３６と２つのネジ孔３７とからなる締結部材では、ブラケット部材１１のネジ孔３７に螺合された状態で２つのブラケット部材１１が結合されるので、ホルダー本体１０の装着時にカバーボルト３６を落下させるおそれがない。
　また、ブラケット部材１１は、箔ひずみゲージ２のリード４を固定するための抑え具５を備える。そして、２つのブラケット部材１１は、それぞれ対となる挿入ピン４１と挿入ピン４１が挿入される孔４２を備えている。対となる挿入ピン４１と挿入ピンが挿入される孔４２が、ゲージホルダー１の配管３への装着を容易にしている。
　なお、図１７では一つの箔ひずみゲージ２のみが描かれていないが、上記のように、必要な数の箔ひずみゲージ２が備えられる。また、ガイド溝１２やガイド溝１２に構成される送り機構の数、リード４の抑え具５の数も適宜決められる。また、実施例１～１１に示したゲージホルダー１においても、それぞれブシュ３２の緩み止めナット３５やリード４の抑え具５が備えられることもある。
　本発明によると、簡単な構成でしかも軽量のひずみゲージホルダーが提供される。しかも、同一平面において９０度をなす複数の点において同時にひずみが測定できるゲージホルダーが提供される。
２　ひずみゲージ
３　測定対象物である配管又は矩形管
５　リードの抑え具
１１　ブラケット部材
１２　ガイド溝
２１　ゲージ押付部材
２２　凹所
２３　逃げ空間
２４　緩衝材
３１　送りねじ
３２　ブシュ

Claims (6)

  1. 筒状の測定対象物の側面に取り付けられるホルダー本体と、
    　測定対象物の側面にひずみゲージを押し付けるゲージ押付部材と、
    　前記ゲージ押付部材に押し付け力を付与する送り機構を備え、
    　前記ホルダー本体は２つ以上のブラケット部材からなり、すべての前記ブラケット部材が締結部材にて結合することにより形成された開口部に前記測定対象物を位置させて、前記ホルダー本体が測定対象物に取り付けられ、
    　前記ブラケット部材の少なくとも１つは、前記ゲージ押付部材を誘導する１つ又は２つ以上のガイド溝を有し、
    　前記送り機構は該ガイド溝内にて前記ゲージ押付部材を移動してひずみゲージを測定対象物の側面に押し付けるひずみゲージホルダー。
  2. 前記ゲージ押付部材は、ひずみゲージの押付面に弾性体からなる緩衝材を備えた請求項１に記載のひずみゲージホルダー。
  3. 前記ゲージ押付部材は、ひずみゲージの押付面に前記緩衝材を配置する凹所を備えた請求項２に記載のひずみゲージホルダー。
  4. 前記凹所は、圧縮された前記緩衝材を逃がすための切欠部を備えた請求項３に記載のひずみゲージホルダー。
  5. 前記ゲージ押付部材は、ひずみゲージの押付面にひずみゲージ配置用の凹所を備えた請求項１に記載のひずみゲージホルダー。
  6. 前記ガイド溝は、圧縮された前記緩衝材を逃がす幅広部を備えた請求項２に記載のひずみゲージホルダー。
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